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中國工業報:杭機集團破解液壓件加工難題

發布時間:2010年09月17日 瀏覽次數:17714

作為世界工程機械行業革命性變革的標志之一,液力機械傳動代替機械傳動被陳偉顛覆性的技術。


然而,業內人士曾如是形容目前國內液壓行業的處境,--黎明前的黑暗。長期以來,在國內的液壓件行業存在二個公認的技術難題,一個是葉片泵等的轉子槽加工,另一個是擺線轉子泵、擺線液壓馬達和擺線針輪減速機等機械裝置的擺線輪的機械加工。這二個工件的加工成了液壓件行業的生產瓶頸,制約了生產的發展。近年來,杭機集團成功開發出數控緩進給強力成形磨床系列產品,并積極研究磨削工藝,解決了轉子槽和擺線輪的磨削加工難題,已為用戶提供了高效加工機床應用于實際生產,得到液壓件行業的好評和歡迎。


MKL7150×10/6數控轉子槽磨床


在液壓件行業生產的許多泵類產品中,特別是葉片泵、葉片油馬達,轉子和定子是最重要的部件,在這些零件的加工中,尤其以轉子槽的磨削加工最為關鍵。因為轉子槽的精度對泵的影響較大,葉片泵轉子有著較高的幾何精度和尺寸精度,在它的圓周上開有葉片槽,葉片裝在槽內,槽的根部的圓R與壓力油相通。葉片槽與半徑方向成一斜角,斜度為10°~14°,YB型葉片泵一般采用13°。以減少葉片所受的力,使葉片運動靈活,并能增強轉子的強度。轉子材料為38CrMoAlA,轉子槽表面氮化,12槽寬2.5H7(+0.010)mm,對軸心線的對稱度為0.03mm,槽內側面相互平行度為0.005mm,表面粗糙度Ra0.2μm。零件尺寸精度,形位公差和表面粗糙度都要求高,槽窄而深,加工難度較高。葉片油泵作為重要的液壓元件,其品質的提高對液壓件行業技術進步非常關鍵。在轉子的加工中,核心技術是槽口的磨削。


雖然,多年來國內磨床行業有關廠家也能批量制造轉子槽專用磨床,近幾年國內又涌現了一些制造此類設備的生產廠,能夠滿足液壓件行業用戶的一般需求。但是,與國外先進水平相比,國產轉子槽專用磨床在加工精度、精度一致性、生產效率、操作的宜人性諸方面尚不能滿足用戶的需要。因此,在液壓件行業一些生產廠家,轉子槽精加工用的磨床還是要依賴進口德國等國的機床,如國際斯來福臨磨床集團的BLOHM、Maegerle公司以及日本的YASDA,特別著名的是瑞士Maegerle磨床公司。


近年來,隨著技術進步,液壓件行業對轉子槽精度、表面粗糙度以及加工效率的要求越來越高,加上大規格轉子的應用也越來越多。比如國內的船舶制造業所急需的液壓馬達要求對大型轉子進行磨削,轉子直徑達295mm,厚度195mm,全槽需要淬火后磨削加工,表面硬度HRC60±3,槽寬尺寸公差要求在0.01mm以內,平行度等精度要求均在0.007mm內,這些要求都是較高的。而常見的轉子規格外徑一般僅在80mm以內,長度在60mm以內。顯然,國內現有的可供設備已不能適應需要,特別是缺乏用于大規格轉子槽的成形磨床。 


杭州機床集團公司作為國內專業的數控強力成形磨床的生產基地,近年來更是發揚技術創新精神,依靠多年來在成形磨削領域積累的專有技術,借助近年來日趨成熟的數控技術、分度技術和CBN先進磨料,積極開發適合液壓件行業高端用戶加工高精度、大規格轉子槽的需要的新一代磨床。


2008年2月,首臺MKL7132×8/5數控轉子槽強力成形磨床提供給寧波恒通科技公司,該用戶是為船用液壓馬達配套生產轉子、定子的專業廠家,經該公司實際生產驗證,機床的使用情況良好。緊接著于2009年5月,又為武漢一家船用機械公司制造了一臺規格更大、技術含量更高的轉子槽磨床。該公司是生產大型船舶絞車、起吊機構的專業廠,其生產的大型液壓馬達所使用的大型轉子一直是從日本進口,不僅成本高,而且抗風險能力差,限制很多。該機床的成功開發幫助用戶實現了大轉子生產國產化。


與國內同類轉子槽磨床相比,上述二臺機床在結構上有較大創新。機床配置了剛性較好的能承受大規格轉子的專用夾具,定位可靠,設計精巧。與MKL7132×8/5相比,MKL7150×10/6數控轉子槽磨床還增加了一個具有技術創新的每槽定位機構,能在磨削前對各條槽進行精定位。(這個裝置擬申請國家專利) 除了機床本身的技術外,還采用了對轉子槽磨削至關重要的CBN砂輪進行磨削,這樣能夠極大減少砂輪脫落對轉子槽寬度的影響。近年來,國產CBN砂輪制造技術日趨成熟,該機床使用價格較低廉的國產CBN砂輪,達到了高精度轉子槽磨削的要求,這一點也很重要,因為用戶在經濟上能夠承受。同時,CBN砂輪可以修整,修整一次可以磨削80只轉子。在單邊磨削余量為0.3mm的情況下,磨削速度達到80mm/min。每片砂輪可以加工數百只轉子,已接近國外先進水平。據悉,MKL7150×10/6數控轉子槽磨床自交付使用以來一直處于正常滿負荷的生產,而且所有型號的轉子槽都可在該機床上完成。生產效率優于國內同類機床,達到國外同類機床的水平。


擺線輪是擺線輪減速器和液壓馬達的關鍵零件,其加工精度直接影響到整套機構的性能。長期以來,由于國內缺少數控強力成形磨床設備,擺線輪齒廓曲面的加工大部分是通過插齒機、慢走絲線切割、銑刀銑的方式來實現,由于擺線輪齒廓形狀復雜、加工制造難度大,因以上加工方法效率低、精度低、齒面粗糙度差,滿足不了批量生產的要求,直接影響減速器和液壓馬達、泵的性能。


隨著機械加工業的飛速發展,高速、重切、高精度的加工技術逐步取代常規的加工方法。具有特殊型面要求的擺線輪齒廓表面精加工,在國外廣泛采用數控成形磨削技術,這種磨削方法與展成法擺線磨齒加工相比具有明顯的優越性。該加工方法是利用數控強力成形磨床,運用成形砂輪修整技術修整出擺線輪單齒廓曲面形狀,再通過回轉分度機構對擺線輪工件進行強力緩進給成形磨削,達到直接成形齒廓。具有效率高,精度高,曲面粗糙度好的特點,因為運用了數控控制可以實現一人多機的管理方式,滿足批量生產的需求,更是提高了產品性能。


針對擺線輪的加工難題,杭機集團成功開發出可用于擺線輪磨削的MKL7132×8數控強力成形磨床。機床采用進口金剛滾輪,并搭配高剛性滾輪修整器,使修整砂輪齒形面高效而精確,對齒面嚙合度和磨削效率的提高有了可靠保證。同時,機床帶有自動平衡砂輪裝置,可以有效去除因砂輪本身和修整后所造成的砂輪不平衡量,在提高磨削精度的同時保證其表面質量。還可以實現砂輪修整量自動補償,保持工件加工尺寸一致性,提高加工精度和互換性。磨頭主軸和滾輪主軸均采用具有自主知識產權的低壓油霧氣封裝置,防止高壓冷卻液進入主軸系統,有效保證了主軸精度和軸承長壽命。磨頭體采用熱平衡裝置控制主軸熱伸長,保證了橫向磨削精度。機床自動化程度和可靠性高,在磨削過程中,除工件的裝卸及測量外,期間均為自動完成,提高了生產效率,減少了操作人員的勞動強度。


MKL7132×8數控強力成形磨床向國內液壓件制造企業以推出,就受到了廣泛的歡迎。一次又一次的技術突破,讓杭機集團收到了良好的經濟效益外,更為國內液壓件行業的技術升級提供了良好的裝備。


在杭機人看來,金錢名利不過是浮云,從心底油然而生的振興名族工業的自豪感才是杭機集團的企業之魂。


中國工業報:杭機集團破解液壓件加工難題

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